質構儀在低酯果膠的凝膠性能研究中的應用

以蘇州保曼質構儀為主要研究設備，重點研究了低酯果膠凝膠性能和相關影響因素。研究結果表明，提高低酯果膠濃度和體系pH、適當降低凝膠形成溫度是增強凝膠質構性能的有效手段;在幾種金屬離子中，銅離了促進凝膠形成的能力最強，但其離子濃度必需適中，否則過量的離子會對凝膠性能產生負面影響;低分子糖類成分并非低酯果膠凝膠形成的必備成分，但適量糖類的添加有助于凝膠性能的提高;加熱及高速攪拌處理對已經形成的凝膠結構樟產生一定破壞作用。

通常根據果膠分子鏈中半乳糖醛酸甲酯化比例的高低，將果膠劃分為低酯果膠(甲氧基含量小于7%)和高酯果膠(甲氧基含量大于7%)。由于兩類果膠分子結構上的差異，其果膠的性質、凝膠機理及對體系的要求也不相同，在具體使用方法上也不一樣12]。目前在食品、化工等領域中仍然以應用高酯果膠為主，但隨著低糖、低熱量食品需求量的大幅度增加，近年來低酯果膠需求的年增長率遠遠高于高酯果膠。低酯果膠凝膠的形成及其凝膠性能受諸多因素的影響，盡管國內外學者對此進行了相關研究13~8]，但仍不夠完善。因此，如何在生產實際中，根據產品特點制備理想的凝膠體系是目前低酯果膠在使用中岌待解決的問題。本研究以商品低酯果膠為研究對象，系統研究了其凝膠形成條件及果膠濃度、pH、金屬離子等因素對其凝膠性能的影響，為低酯果膠的實際應用提供理論指導。

1.1材料與儀器

低酯果膠(從柑橘皮中提取，半乳糖醛酸含量大于70%，甲氧基含量6.1%)。

蘇州保曼質構儀。

1.2方法

1.2.1質構儀測定條件及參數定義

參考蘇州保曼質構儀使用說明書，選擇果膠類型樣品的測定條件:探頭模具為A1BE;探頭半徑為35mm :實驗速度為1.5mm/s;初始速度為5.Omm/s;穿透距離30cm;上提5mm/s ;溫度為20℃。質構儀測定的典型曲線，測定參數定義如下。凝膠穩定度(脆性):a1，曲線中出現第一個明顯的斷裂值;凝膠彈性:A1，凝膠破裂點下的峰面積(Area)1:2;硬度:a2，第一次壓縮循環中出現峰值所代表的力;凝膠強度:A2，壓縮總正峰面積(Area )1:3;粘性:A3，第一次壓縮的負峰面積(Area)3:4，代表探頭從食品中離開時難易程度;粘滯力: a3，第一次壓縮負峰的峰值。

1.2.2低酯果膠凝膠的制備方法

準確稱取-定質量的低酯果膠和蔗糖于250m1燒杯中，加入100ml緩沖溶液(檸檬酸-磷酸氫二鈉,pH4),在80℃水浴中加熱攪拌20min，使果膠和蔗糖充分溶解后加入一定量硫酸銅溶液(銅離子濃度為10mg/ml)，充分攪拌，待凝膠形成后，室溫(20士6℃)下靜置24h，于質構儀上測定其凝膠性能。

為了使實驗結果具有可比性，通過預實驗，確定了一一個低酯果膠凝膠制備的標準條件(即凝膠最容易形成的各相關試劑用量)，以下各因素影響實驗的實驗條件均是在標準條件的基礎上進行的相應調整。標準條件為:pH4緩沖溶液，凝膠體系中低酯果膠含量為1%，蔗糖含量為30%，銅離子與低酯果膠質量比為 15mg/g果膠(注:盡管鈣離子是低酯果膠在食品加工中的常用凝膠

劑,但在預實驗中發現，二價銅離子更容易促進凝膠的形成，并且形成的凝膠具有鮮艷的顏色，因此，盡管銅離子并不適用于食品添加，但為了便于實驗觀察減少人為誤差，在標準形成條件中選擇銅離子為凝膠金屬

離子。該實驗結果對以鈣離子作為凝膠劑的果膠凝膠應同樣具有參考價值)。

1.2.3低酯果膠濃度對凝膠質構性能的影響

調整低酯果膠用量使凝膠體系中果膠含量為0.5%～3%，按1.2.2方法制備低酯果膠凝膠(其他條件同標準條件)，測定其凝膠性能曲線，考察果膠濃度對凝膠性能的影響。

1.2.4體系pH對凝膠質構性能的影響

分別用pH為2.8、4.0、6.0和8.0的檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖溶液在標準條件下按1.2.2方法制備低酯果膠凝膠，考察體系pH對凝膠性能的影響。

1.2.5金屬離子、糖的種類和濃度對凝膠質構性能的影響

改變金屬離子、低分子糖的種類和含量，考察其對凝膠質構性能的影響。

1.2.6

凝膠形成溫度和時間對凝膠性能的影響

在標準條件下制備低酯果膠凝膠后，分別在室溫條件下放置8、24和32h后測定其凝膠質構性能。

在標準條件下制備低酯果膠凝膠，分別于5℃、室溫(20土6℃)、40、60℃條件下放置24h后，測定凝膠性能，考察凝膠形成溫度對凝膠性能的影響。

1.2.7加熱及攪拌處理對凝膠性能的影響

在標準條件下制備低酯果膠凝膠，于室溫下放置24h后，分別于80℃水浴中和高速攪拌條件(室溫條件)下處理1h后測定凝膠性能，考察凝膠質構性能的改變情況。